玛丽找到的第一份工作,是给一户有钱人家当家庭教师。除了教小孩学习,她还要兼做一部分家务活儿。
白天,她尽可能抓紧时间干完一切应做的工作。晚上,她就着昏暗的油灯,刻苦攻读,直到深夜。时间一长,女主人发现了玛丽在偷偷自学,大为恼火,无奈,玛丽只好主动离开。
第二位女主人极度傲慢无礼,玛丽为了姐姐能顺利上学,默默忍受了一切。这期间,她结识了这家的大少爷。
这位少爷很同情与赞赏勤奋好学的玛丽,一次,把他玛丽请到他的书房,向她大谈科学的奥妙。玛丽听得入了迷,为此甚至误了做晚餐,但她对科学的兴趣却进一步增强了。
玛丽被女主人赶出了家门,少爷得知后,急忙挑了一堆玛丽平日最喜欢的物理、化学方面的书籍,赠送给这位不平凡的玛丽。回到家里后,玛丽继续外出打工。她白天挣钱,晚上就埋头读书。玛丽的学习非常刻苦,关于她用功读书的一些小故事,至今仍在人们中间流传。
玛丽的家庭环境并不好,家里人口众多,小孩子嬉戏喧闹,常常干扰她的学习。为排除噪声的干扰,玛丽想出一个办法:用两手的大拇指压住两侧的耳廓,筑起抵挡噪音的“防御工事”。这法子还真灵,在乱哄哄的环境中,她也能“两耳不闻身边事,一心只读最爱的书了。”
就这样,玛丽凭着顽强的毅力,一边工作,一边刻苦自学。后来,家境转好,她终于得以重返学校,她的数学、文学、历史等各门功课,总是在班级里名列第一。她以最优异的成绩从中学毕业,获得学校颁发的金质奖章。
想一想:玛丽的最爱是什么?为什么玛丽最后没能继续上学,他都去做了些什么?小朋友,我们现在有这么好的环境,该如何珍惜呢?
博学多才的张衡
1956年河南南阳市人民政府重新修整了一座庄严巍峨的古墓,这就是著名的张衡墓。
张衡于公元78年出生在荆州南阳,也就是现在的河南省南阳市。他从小就博览群书。十五岁的时候,便告别家乡出外游学。他先入武关,游三辅。十七岁的时候,他去洛阳的途中,登上了骊山峰顶。面对广阔的天地和壮丽的山河,他感到了前所未有的自豪与无限的感慨。下山的时候,他又去神进温泉游泳。此次游览,张衡对京都附近的自然景观、历史风貌、社会人情、学术情况都有了初步的了解和认识,也丰富了自己的人生经历。
不久,张衡到都城洛阳,进入朝廷办的太学堂读书。他把全部精力都放在钻研典籍和与一些志同道合的朋友讨论问题上。张衡的家庭很贫困,平时的吃穿用都十分节俭。冬夜里,他只盖一条破被子,蜷曲着身子在灯下读书。因为没有鞋穿,他的脚时常冻得红肿,乃至化脓溃烂,但他都咬着牙坚持。
张衡经常观察日月星辰,探索它们在天空里运行的规律。他把研究的结果写在一本书上,叫做《灵宪》。在这本书里,他已经用了赤道、黄道、南极、北极等名词。他记录了二千五百颗恒星,并且画出了我国第一张完备的星图。他已经知道,月亮本身是不发光的,是受了太阳的照射才反出光来;月亮的黑暗部分,就是没有照射到太阳光的部分。所以月亮的位置和太阳相对的时候,是满月;月亮运行到跟太阳同一个方向的时候,人们就看不见它了。他还根据太阳在天空里运动的规律,解释了冬天日短夜长、夏天日长夜短的道理。他说天好像鸡蛋壳,包在地的外面;地像鸡蛋黄,在天的中间。这种假设叫做浑天说。在张衡以前,多数人都相信“盖天说”,认为地是平的,天像一只碗,反扣在地上。张衡的浑天说虽然不符合实际情形,但是比盖天说大大前进了一步,并且对计算历法有实用的意义。
公元177年,张衡在东汉都城洛阳研制成功了一台利用水力带动的天文仪器,也是世界上最早的机械转动计时器。欧洲到公元十二世纪才制造出机械性的计时器,比我国晚一千多年。公元132年,张衡发明了世界上第一架测定地震的仪器——地动仪。这些发明都在世界科学发展史上留下了不朽的篇章,也为我国科学技术的发展做出了杰出的贡献。
想一想:张衡是一个什么样的人,他从小有什么样的习惯?为什么他的脚会化脓溃烂,他的著作和发明都有哪些?
不断进行科学探讨的祖冲之
祖冲之出生在公元429年,正当南北朝刘宋王朝时代。他是个伟大的数学家、天文学家和物理学家,有许多卓越的成就,其中之一就是圆周率的计算。
圆周率就是圆周的长度和直径的长度的比。这是一个无限不循环的小数,也就是说它是个没完没了的小数,各位数字的变化又没有规律。通常在计算的时候,我们把圆周率定为3?郾1416,这个数字实际上比圆周率稍微大一点。祖冲之在一千五百年以前就确定,圆周率在3?郾1415926至3?郾1414927之间,比3?郾1416精确得多。在他之后一千年,阿拉伯数学家才打破了这个精确程度的记录。
计算圆周率是一件很不容易的事。我们知道,在一个圆里内接正多边形,计算这个正多边形的总的边长,就可以得到圆周的近似值。正多边形的边数越多,总的长跟圆周就越是接近。祖冲之必须从圆的内接正六边形开始,先算内接正十二边形的边长,再算出内接正二十四边形的边长,再算内接正四十八形的边长……边数一倍又一倍地增加,一共翻十一翻,直到算出了内接正一万二千二百八十边形的边长,才能得到这样精密的圆周率。
内接正多边形的边数翻十翻,看起来好像还简单,其实不然。边数每翻一翻,至少要进行七次运算,其中除了加和减,有两次是乘方、两次是开方。祖冲之算出来的结果有六位小数点,估计他在运算的过程中,小数至少要保留十二位。加和减还好办,十二位小数的乘方、尤其是开方,运算起来极其麻烦。祖冲之要是没有熟练的技巧和坚强的毅力,是无法完成这上百次的繁难复杂的运算的。
在祖冲之以前,已经有人提出圆周率跟π相近似。祖冲之把π叫做“疏率”,提出了另一个圆周率的近似值π,作为“密率”,因为它更加精密,跟圆周率更相接近了。过了一千年,德国人奥托和荷兰人安托尼兹才先后提出π这个圆周率的近似值,欧洲人当时不知道祖冲之已经提出了“密率”,在他们写的数学史上,把它叫做“安托尼兹”。日本数学家主张把π称为“祖率”,这是十分公允的。
祖冲之计算出圆周率后名声响了起来,结果被宋明帝派到一个落后的穷县当县令。祖冲之上任后经常外出观察,一次他看到农民用脚踏碓舂米的情形,觉得既累又慢,便立即与老农商量,请来木匠、石匠,做了一个以立式水轮为动力的水碓。
试车成功了,村民们在一旁欢呼雀跃。祖冲之却在一旁思考:如果能做个水碓磨,既能舂米又能磨面不是更好吗?经过反复实践,改进,水碓磨车终于试制成功了,这其中包含着力水、杠杆、凸轮的原理。
后来,祖冲之又被调到京城任职。当时的达官贵人为出门显示排场与威风,纷纷指令手下工匠制造指南车。祖冲之经过精心研究和设计,再利用精确圆周率计算,在车前做了个铜铸齿轮盘,随便车子怎么转,车上的铜人总是指着南方。
祖冲之就是这样不断地进行科学探索。他的科学成就,在我国科学技术发展史上,将永远放射光芒。他的刻苦学习、认真钻研、勇于创造和坚持真理的精神,是值得我们学习的。
想一想:祖冲之是谁?他最早计算出了什么,比其他国家早了多少年,他涉猎了哪几个科学领域,他有哪方面是值得我们学习的?
哥伦布发现新大陆
哥伦布是意大利航海家,生于热那亚。他很小就爱冒险,喜欢航海。后来在西班牙国王和王后的支持下,他决定绕地球航行,证明地球是圆的。
1492年8月3日,西班牙的巴罗期小港异常热闹。原来,这一天是哥伦布起锚的日子,人们听说后,纷纷来看热闹和送行。
太阳升起来了,哥伦布吹响了牛角号。随着呜呜的号角声,三艘帆船张满风帆,载着九十名远航的水手,慢慢地向海中驶走。
海面上风平浪静,碧蓝色的海水荡起波纹,乳白色的海鸥绕着船头低低飞翔,好像在欢送他们。水手们很兴奋,在船舱里唱着跳着,以为用不了多久,就能完成这次航行任务。
时间一天天地过去了,却始终见不到陆地的影子,水手们开始烦躁起来,纷纷吵着闹着要回去。他们冲进哥伦布的舱室,威胁哥伦布说:“如果你再不下令掉转船头回西班牙去,我们就把你扔到海里去喂鱼!”面对着这些气势汹汹的水手,哥伦布一点也没有胆怯。他对水手们说:“大家先不要着急,如果到了10月15日还找不到印度群岛的话,随你们怎么处置我都行!”水手们见哥伦布有了准确的答复,便退出了舱室。
好像老天有意在保佑着哥伦布似的,自打那天水手们闹事之后,不断地刮着西风。船借风势,像一支离弦的箭,朝着驶去。
11月11日清晨,哥伦布刚刚起床,就听一名水手大叫大嚷:“快来看哪,我捞上来一枝结满果子的树枝!”水手们纷纷涌出船舱,哥伦布兴奋了,他大声地鼓动着说:“陆地就在眼前,那儿就是黄金之地,大家努力呀!”在哥伦布的鼓动下,水手们高兴起来,帆船劈波斩浪而去。
第三天,他们发现陆地,并与当地人搞好了关系。不幸的是平坦号被恶浪冲走了。哥伦布发现当地并不富裕,只好留下一些人淘金,自己带人先回去。
在宁雅号返回的途中,竟意外地遇到了失踪的平坦号。于是,两艘小船在惊涛骇浪中往回航行。
经过数日的风浪颠簸,两艘小般返回了西班牙的巴罗期港。此时的巴罗斯港已经是人的海洋,男女老少穿着节日的盛装,载歌载舞地来欢迎凯旋的战士,就连西班牙国王和王后也来了。国王高兴地拥抱了哥伦布,并当众传下旨令,任命哥伦布为新殖民地的总督、海军上将。哥伦布成了西班牙的贵人,人们心目中崇拜的英雄。
哥伦布远航获得成功。虽然他没有带回来大量的黄金珠宝,却发现了美洲大陆。这新大陆的发现,是世界航海史上的空前壮举,它开辟了一条抵达美洲大陆的新航线。
想一想:小朋友,如果你有爱读书的习惯,一定会知道“发现新大陆”这句话吧。这个故事就是告诉你哥伦布如何发现美洲大陆的,从故事中你得到了什么启示?
“炸不死”的诺贝尔
自从人类社会进入20世纪以来,每年的12月10日,在瑞典首都斯德哥尔摩的音乐大厅里,来自世界各国的学者和名人都将会聚一堂,举行一个庄严隆重的授奖仪式。瑞典国王把华丽的奖状和奖章,以及价值相当于1901年时4万美元的支票,授给本年度评出的在物理、化学、生物学或医学、经济学、文学及和平事业方面“为人类利益做出巨大贡献的人”。接着,获奖者领奖用本国语言发表演说。这就是闻名全球的诺贝尔奖授奖典礼。为了让后人永远记住诺贝尔的功绩,瑞典政府决定在每年他的祭日举行这一隆重的典礼。
1833年10月21日,阿尔弗雷·诺贝尔出生在瑞典的斯德哥尔摩。他的父亲因墨纽·诺贝尔是一家公司的机械师,业余时间喜欢搞发明,尤其是做炸药试验。有一天,小诺贝尔看到父亲在研制炸药,他瞪大着眼睛问道:“爸爸,炸药是可怕的东西,它爆炸了会炸伤人的,你为什么要制造它呢?”老诺贝尔摸了摸儿子的头,回答说:“孩子,炸药虽然会炸伤人,甚至会毁坏房子和一切东西,可是,它那巨大的爆炸威力同样可以用来发展工业呀!”父亲的这番话深深印在小诺贝尔的心中,他对父亲说:“我长大了也要造炸药!”
从此,诺贝尔刻苦学习,进行炸药的研制。当时炸药的威力很大,但引爆不安全。怎样来寻找一种方便又安全的引爆装置?诺贝尔对这个问题想得入了迷,从1862年夏天一直想到1866年秋天。经过100多次失败,他终于试制出一种叫雷酸汞的引爆剂硝化甘油的实验。火星在导火索上不断地闪现,他的心也在怦怦地跳动。轰隆一声巨响,天崩地裂,炸药爆炸了,实验室里的柜子、桌子都被抛得远远的,玻璃杯、烧瓶都被炸得粉碎。许多人闻声赶来,惊慌地叫着:“爆炸了,爆炸了!”“诺贝尔完了!诺贝尔完了!”不一会儿诺贝尔从烟雾滚滚的瓦砾堆中爬了出来,满身尘土,鲜血淋漓,用尽全身力量跳了出来,嘴里狂呼:“我成功了!我成功了!”他顾不上住院养伤,马上用金属管装上雷酸汞开始研究,终于发明了“雷酸汞信管”,即通常所说的“雷管”。直到如今炸弹、炮弹和炸药包中都少不了雷管。
诺贝尔把自己的一生都献给了科学事业。他在逝世之前立下遗嘱,将他的巨额财产的大部分建立基金(总数为3300万瑞典法郎),用每年的利息作为奖金,奖励那些在科学、经济学、文学上有成就的人以及那些献身于和平事业的人,以促进人类科学文化事业的发展。这就是诺贝尔奖的由来。
想一想:为什么小诺贝尔会研究爆炸,后来他是怎样成功的?在雷管的研制成功时发生了什么情况?现在知道了诺贝尔奖是怎么一回事了吧。
土木工兵祖师鲁班
鲁班,姓公输名般,约生于公元前507年。他是中国春秋时代的鲁国人,“般”和“班”同音,古时通用,所以人们称他为鲁班。鲁班是我国古代的建筑和发明家。两千多年来,一直被土木工匠尊奉为“祖师”,受到人们的尊敬和纪念。
鲁班出身于世代工匠的家庭,从小就跟随家里人参加许多土木建筑工程劳动,逐渐掌握了生产劳动的技能,积累了丰富的实践经验。在生产劳动的实践中,鲁班特别善于开动脑筋,解决所遇到的种种疑难问题。
有一次,鲁班带领工匠建造一座大宫殿,需要很多木料。那时没有锯,砍树全靠斧子。他和徒弟上山砍树,一连砍了几天,累得筋疲力尽,木料还是供应不上,鲁班十分着急。
这一天天刚亮,鲁班又上山去砍木料。一不小心,手被一种野草的叶子划破了,鲁班摘下一片叶子轻轻一摸,原来叶子的两边都长着很锋利的齿,他的手就是被这些小齿划破的。
鲁班得到启发,立即下山请铁匠帮忙打了一条带小齿的长铁片,拿到山上去试验。鲁班和徒弟一人握住铁片的一端,在一棵树上一来一往地拉了起来,很快就把树锯断了。就这样,鲁班发现了锯子。
鲁班做木工活,用墨绳画线的时候,原来就是由他和母亲拉住墨线头的。后来他做了一个弯钩,把它拴在线头上,弯钩往木头上挂,划线时一人操作就行了,不用再请母亲帮忙。后世的木工把这个小钩子取名叫“班母”,以纪念这个创造。
据说刨子是鲁班发明的。有了这种工具,就可以把不平的木料刨平,把粗糙的木料刨光滑。刨时顶住木料的卡口,有人的叫它“班妻”,因为先前鲁班刨木料的时候,都是妻子帮着按扶的,后来在木料上钉上个卡口,才不用按扶了。
鲁班还发明了钻(穿孔工具)、铲、墨斗(画线用)和曲尺等多种有用的木工工具。曲尺是用来求直角的,后人把曲尺叫做“鲁班尺”。这些工具,直到今天,木工们还在使用。